(57)【要約】【課題】検眼部を瞳孔の中心に正確に位置合わせする。【解決手段】（ａ）の照明光源像ＰＬ、ＰＲの間隔ｄは、他のアライメント手段により作動距離が適正に位置合わせされた場合に得られた間隔である。（ｂ）は作動距離が適正位置よりも遠い状態の間隔ｄ１、（ｃ）は作動距離が適正位置よりも近い状態での間隔ｄ２を示している。瞳孔中心に位置合わせをする際に作動距離が変動して、（ｂ）、（ｃ）に示すように間隔がｄ１、ｄ２となっても、測定部を前後方向に移動して、（ａ）に示すように基準間隔ｄと一致させることにより、適正な作動距離が得られる。【選択図】図８
2005349095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼角膜にアライメント用光束を投影するアライメント光投影手段と、前記アライメント用光束による角膜反射光を検出するアライメント光検出手段と、被検眼の前眼部を照明する複数の照明手段と、被検眼の前眼部を撮像する撮像手段と、該撮像手段により撮像した前眼部像から被検眼瞳孔位置を検出する瞳孔位置検出手段と、前記照明手段の複数の角膜反射像の間隔を求める角膜反射像間隔検出手段と、前記アライメント光検出手段により検出された角膜反射光により被検眼の位置を検出し検眼部と被検眼の位置合わせを行う第１の位置合わせ手段と、該第１の位置合わせ手段による位置合わせが完了した際の前記角膜反射像間隔検出手段により求めた前記複数の角膜反射像の前記間隔を基準間隔として記憶する記憶手段と、前記瞳孔位置検出手段により求めた前記瞳孔位置に前記検眼部を合わせる第２の位置合わせ手段と、前記角膜反射像間隔検出手段により求めた前記間隔と前記記憶手段に記憶した前記基準間隔との関係を基に被検眼の前後方向の位置ずれを検出し前記検眼部と被検眼の前後方向の位置合わせを行う第３の位置合わせ手段とを有することを特徴とする眼科装置。
【請求項２】
前記アライメント光検出手段は前記撮像手段と共用することを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
【請求項３】
前記アライメント光投影手段は検眼用の測定用光源と共用することを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
【請求項４】
前記第１の位置合わせ手段は前記角膜反射光の３つの輝点が上下に一列に並ぶように前記検眼部の位置を調整することを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
【請求項５】
前記第２の位置合わせ手段は前記瞳孔位置検出手段で求めた瞳孔の重心による中心位置に一致するように前記検眼部の位置を調整することを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動的に被検眼と検眼部の瞳孔中心との位置合わせを行い、検眼や撮影を行う眼科装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のオートアライメントを行う眼科装置では、検眼部の測定光軸内から被検眼角膜に光束を投影し、その反射光を受光素子で検出し、検出された反射像を基に被検眼と検眼部の位置ずれを検出し、検眼部を駆動しオートアライメントを行うものが知られている。
【０００３】
また、本出願人の出願による特許文献１のように、瞳孔中心を検出し上下左右方向のオートアライメントを行う装置や、特許文献２のように前眼部照明光源の角膜反射像の間隔により、前後方向のアライメント検出を行う装置が知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−６６０２７号公報
【特許文献２】特開平９−１３１３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の従来例では、例えば瞳孔の中心で測定を行う必要のある他覚式眼屈折力測定装置に適用する場合に、上下左右方向のアライメント検出は瞳孔中心で行い、前後方向のアライメント検出は特許文献３のようにアライメント光の角膜反射光束を分離して検出する。
【０００６】
この場合に、安価な構成にするために、アライメント用光源と測定光源を共用すると、測定用光源の光束は細いため被検眼角膜からのアライメント光の反射光を受光素子で検出できる範囲が狭くなる。そのため、被検眼の角膜頂点と瞳孔の偏芯が大きい場合には、被検眼角膜からの反射光を受光する受光素子によってアライメント反射光を検出できない虞れがある。
【０００７】
また、アライメント光の検出範囲を広くするために、測定光の光路上に拡散板を配置することにより光束を広くする方法もあるが、オートアライメント中に測定を実行できなくなる。前後方向のアライメント検出については、特許文献４のように前眼部照明の角膜反射像の間隔により検出方法があるが、この方法では角膜の曲率半径により前眼部照明の角膜反射像の間隔が変化してしまうので、検出誤差が大きくなるという欠点がある。
【０００８】
【特許文献３】特開平９−８４７６０号公報
【特許文献４】特開平９−１３１３１４号公報
【０００９】
本発明の目的は、上述の課題を解決し、角膜頂点と瞳孔中心との偏芯があっても、アライメントを精度良く実施できる眼科装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係る眼科装置は、被検眼角膜にアライメント用光束を投影するアライメント光投影手段と、前記アライメント用光束による角膜反射光を検出するアライメント光検出手段と、被検眼の前眼部を照明する複数の照明手段と、被検眼の前眼部を撮像する撮像手段と、該撮像手段により撮像した前眼部像から被検眼瞳孔位置を検出する瞳孔位置検出手段と、前記照明手段の複数の角膜反射像の間隔を求める角膜反射像間隔検出手段と、前記アライメント光検出手段により検出された角膜反射光により被検眼の位置を検出し検眼部と被検眼の位置合わせを行う第１の位置合わせ手段と、該第１の位置合わせ手段による位置合わせが完了した際の前記角膜反射像間隔検出手段により求めた前記複数の角膜反射像の前記間隔を基準間隔として記憶する記憶手段と、前記瞳孔位置検出手段により求めた前記瞳孔位置に前記検眼部を合わせる第２の位置合わせ手段と、前記角膜反射像間隔検出手段により求めた前記間隔と前記記憶手段に記憶した前記基準間隔との関係を基に被検眼の前後方向の位置ずれを検出し前記検眼部と被検眼の前後方向の位置合わせを行う第３の位置合わせ手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る眼科装置によれば、安価な構成で、瞳孔中心での検眼を実施でき、オートアライメント中に検眼、撮影が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の眼屈折測定装置の外観図である。基台１上に測定部２が移動自在に載置されており、基台１の操作面には、測定値や被検眼像などの表示や各種装置の設定を選択する液晶やＣＲＴから成るモニタ３と、その表示画面を操作するためや、測定部２を被検眼に位置合わせするためのトラックボール４、ローラ５、測定結果を印字するためのプリンタ６、プリンタ印字スイッチ、測定開始スイッチ、選択設定スイッチなどが配置されたスイッチパネル７が設けられている。
【００１３】
測定部２は内蔵されている３軸のモータにより、基台１に対して上下左右前後の各方向に移動することができるようになっている。
【００１４】
図２は測定部２の内部構成の構成図である。被検眼Ｅの視軸と位置合わせする測定部２の中心軸Ｏ上には、眼屈折測定用光学系として、可視光を全反射し波長８８０ｎｍの光束を一部反射するダイクロイックミラー１１、対物レンズ１２、孔あきミラー１３、絞り１４、投影レンズ１５、投影絞り１６、波長８８０ｎｍ光束を発する測定光源１７が配置されている。孔あきミラー１３の反射方向には、６分割絞り１８、６分割プリズム１９、受光レンズ２０、二次元撮像素子２１が配列されている。図３は６分割絞り１８、６分割プリズム１９の斜視図を示し、実際には６分割絞り１８と６分割プリズム１９は密着されている。
【００１５】
一方、ダイクロイックミラー１１の反射方向には、受光光学系と前眼部観察とアライメント検出が共用される固視標投影光学系が配置されている。受光光学系には、レンズ２２、ダイクロイックミラー２３が配置され、ダイクロイックミラー２３の反射方向にはアライメント光学系として、アライメントプリズム絞り２４、結像レンズ２５、二次元撮像素子２６が配列されている。
【００１６】
図４はアライメントプリズム絞り２４の斜視図を示し、円板状の絞り板に直線状に３つの開口部２４ａ、２４ｂ、２４ｃが設けられており、両側の開口部２４ａ、２４ｂのダイクロイックミラー２３側に、光束を偏向するアライメントプリズム２７ａ、２７ｂが接着されている。
【００１７】
更に、ダイクロイックミラー２３の透過側には、全反射ミラー２８、固視誘導レンズ２９、固視チャート３０、固視標光源３１が配列され、固視投影光学系が構成されている。また、被検眼Ｅの斜め前方には光路Ｏに対して対称的に照明光源３２ａ、３２ｂが設けられている。
【００１８】
図５は制御系のブロック回路構成図である。スイッチパネル７、トラックボール４、ローラ５、プリンタ６がＣＰＵ４１のポートに接続されている。
【００１９】
二次元撮像素子２１、２６の出力はビデオスイッチ４２に入力され、ビデオスイッチ４２はＣＰＵ４１の指令により二次元撮像素子２１又は２６の何れかの信号を選択し、Ａ／Ｄ変換器４３に出力するようにされている。Ａ／Ｄ変換器４３からのデジタルデータは画像メモリ４４に接続され、また画像メモリ４４はＣＰＵ４１に接続されている。また、二次元撮像素子２６の出力は加算器４５に接続され、加算器４５においてＣＰＵ４１を介したキャラクタ発生器４６の出力と加算され、モニタ３に接続されている。
【００２０】
測定部２を動かす上下モータ４７、左右モータ４８、前後モータ４９、固視誘導レンズ用モータ５０は、それぞれモータドライバ５１、５２、５３、５４に接続され、ＣＰＵ４１からの指令により駆動される。測定光源１７、固視標光源３１、照明光源３２ａ、３２ｂは図示しないドライバを介してＤ／Ａコンバータ５５に接続されており、ＣＰＵ４１からの指令により光量を変化させることができるようになっている。
【００２１】
固視標光源３１の投影光束は、固視誘導時に固視チャート３０を裏側から照明し、固視誘導レンズ２９、レンズ２２を介して被検眼Ｅの眼底に投影される。固視誘導レンズ２９は被検眼Ｅの視度の変化に対応できるように、固視誘導レンズ用モータ５０の回転により光軸方向に移動できるようになっている。
【００２２】
このように構成された眼屈折装置において、測定操作に際しては被検者の顔を測定部２の前方に設けた顔受け台に載せ、被検眼Ｅに対して測定部２の光軸Ｏを合わせるため、操作者はトラックボール４とローラ５を操作する。トラックボール４は被検眼Ｅに対し測定部２を左右及び前後方向に移動させ、ローラ５は測定部２を上下方向に移動させて位置合わせをする。
【００２３】
この操作において、トラックボール４及びローラ５に内蔵されているそれぞれのパルスカウンタやロータリエンコーダからの出力信号をＣＰＵ４１で受けて、操作量及び速度を検知する。更に、これらの操作量及び速度から各モータドライバ５１、５２、５３を介して上下モータ４７、左右モータ４８、前後モータ４９を駆動させる。
【００２４】
アライメント検出のための波長８８０ｎｍの光源は測定光源１７と兼用され、測定光源１７からのアライメント光束は被検眼Ｅの角膜で反射される。この反射光束はダイクロイックミラー１１で反射され、レンズ２２を通り、ダイクロイックミラー２３で反射されアライメント光学系に導かれる。
【００２５】
図６はアライメント検出のために、測定光源１７の角膜反射像を使用する場合に観察される被検眼Ｅの前眼部像を示し、３つの角膜反射像の輝点Ｐａ〜Ｐｃが角膜の中心部で略上下方向に並んでいる。アライメントプリズム絞り２４の開口部２４ａを透過した光束は下側の輝点Ｐａ、開口部２４ｂを透過した光束は上側の輝点Ｐｂ、中心の開口部２４ｃを透過した光束は中央の輝点Ｐｃとなる。
【００２６】
図６（ａ）は輝点Ｐａ〜Ｐｃが上下に一列に並び、被検眼Ｅの作動距離が適正に位置合わせされた場合を示し、図６（ｂ）は被検眼Ｅと測定部２との作動距離が適正位置よりも遠い状態での観察像を示し、図６（ｃ）は被検眼Ｅと測定部２との作動距離が適正位置よりも近い状態での観察像を示している。アライメントの作動距離方向のアライメントずれ量は、３つの輝点Ｐａ〜Ｐｃのうち、上下の輝点Ｐａ、ＰｂのＸ座標のずれにより算出し、また上下左右方向のアライメントずれ量は中心の輝点Ｐｃの位置により算出する。
【００２７】
輝点Ｐａ〜Ｐｃが得られたことをモニタ３で確認して、測定開始スイッチを押すと、ＣＰＵ４１は被検眼Ｅに対して測定部２を、図６（ａ）に示すような状態に自動的に位置合わせするオートアライメントを開始する。
【００２８】
図７はオートアライメント開始から完了までの一連の動作のフローチャート図である。なお、Ｘ方向は左右方向、Ｙ方向は上下方向、Ｚ方向は作動距離方向を意味している。上述のアライメント光の角膜反射光による被検眼Ｅと測定部２の位置合わせにおいては、ステップＳ１では二次元撮像素子２６で撮影された画像を画像メモリ４４に取り込む。ステップＳ２では、画像メモリ４４に取り込んだ前眼部の画像から、ＣＰＵ４１によって測定光源１７による輝点Ｐａ〜Ｐｃの検出を行う。ステップＳ３では、ＣＰＵ４１で３つの輝点Ｐａ〜Ｐｃの位置からＸ、Ｙ、Ｚ各方向の位置ずれ量を算出する。
【００２９】
ステップＳ４では、算出されたＸ、Ｙ、Ｚ各方向の位置ずれが所定の許容範囲内であるかの判断を行い、所定の許容範囲外のときはステップＳ５に移行する。このＺ方向の所定の許容範囲は測定に影響を与えない程度の範囲であり、Ｘ、Ｙ方向は角膜頂点の位置で測定を行うわけではないため、Ｚ方向の許容範囲よりも広くしてもよい。ステップＳ５では、Ｘ、Ｙ、Ｚ各方向の位置ずれ量に応じてＣＰＵ４１の指令により、上下左右前後の各モータ４７、４８、４９を駆動して測定部２を移動し、再びステップＳ１に戻りオートアライメント動作を続ける。
【００３０】
ステップＳ４でＸ、Ｙ、Ｚ各方向の位置ずれ量が所定の許容範囲内であると判断されるまで、つまり輝点Ｐａ〜Ｐｃが図６（ａ）のように上下方向に一列に直線状に並ぶまで、ステップＳ１〜ステップＳ５のループを繰り返し、所定の許容範囲内となるとステップＳ６に移行する。
【００３１】
一方、照明光源３２ａ、３２ｂによる被検眼Ｅの前眼部像と共に、照明光源３２ａ、３２ｂによりアライメントプリズム絞り２４の中心の開口部２４ｃを透過した光束による角膜反射像によって、照明光源像ＰＬ、ＰＲが図６に示すように瞳孔の左右に結像される。
【００３２】
ステップＳ６では、輝点Ｐａ〜Ｐｃを用いてステップＳ４で所定許容範囲内であると判断されたときの画像メモリ４４内の画像、つまりＺ方向のアライメントずれが測定可能な許容範囲内にあり、図６（ａ）のように測定光源１７による角膜反射像の３つの輝点Ｐａ〜Ｐｃが正しく上下方向に並んだＺ方向のアライメントずれが殆どない状態において、両側の照明光源３２ａ、３２ｂの２つの照明光源像ＰＬ、ＰＲの間隔を求め、基準間隔ｄとして記憶しステップＳ７に移行する。
【００３３】
ステップＳ７では、ステップＳ１と同様に二次元撮像素子２６で撮影された画像を画像メモリ４４に取り込む。ステップＳ８では、ステップＳ１で画像メモリ４４に取り込んだ前眼部画像から黒画像となる瞳孔を判別し、ＣＰＵ４１によりこの瞳孔の重心からその中心を検出し、この瞳孔の中心座標からＸ、Ｙ方向の位置ずれ量を検出し、測定部２を瞳孔の中心に移動する。この瞳孔の中心の検出は、前述の輝点Ｐａ〜Ｐｃにより検出が角膜頂点の検出であり、瞳孔が角膜頂点から偏芯している場合があるためである。
【００３４】
この測定部２の瞳孔中心への移動は、測定部２をＸ、Ｙ方向に上下・左右モータ４７、４８により移動することにより行うが、この調整中における被検眼Ｅの動きなどにより、Ｚ方向の距離も変化してしまうことがある。また、このときの輝点Ｐａ〜Ｐｃの一部が検出できないこともあり、そこで、ステップＳ９では、画像メモリ４４に取り込んだ前眼部画像からＣＰＵ４１により照明光源像ＰＬ、ＰＲの間隔を計算し、Ｚ方向のアライメントずれの検出を再度行う。
【００３５】
図８（ａ）は照明光源像ＰＬ、ＰＲの間隔はｄであり、測定部２の作動距離が適正に位置合わせされた場合の前眼部を示している。図８（ｂ）は被検眼Ｅと測定部２との作動距離が適正位置よりも遠い状態での被検眼Ｅの前眼部像であり、照明光源像ＰＬ、ＰＲの間隔はｄ１となり、このとき作動距離が遠去かるほど間隔ｄ１は狭くなる。図８（ｃ）は被検眼Ｅと測定部２との作動距離が適正位置よりも近い状態での被検眼Ｅの前眼部像であり、照明光源像ＰＬ、ＰＲの間隔はｄ２となり、作動距離が近付くほど間隔ｄ２は広くなる。
【００３６】
この間隔の程度は角膜の曲率半径によっても変化するが、先に適正作動距離とした間隔ｄとなるように、測定部２をＺ方向つまり前後方向に前後モータ４９により移動して、図８（ａ）に示すような記憶してある基準間隔ｄと一致させれば、適正な作動距離が得られることになる。
【００３７】
ステップＳ１０では、ステップＳ８、Ｓ９で算出されたＸ、Ｙ、Ｚ各方向の位置ずれ量が測定可能範囲内であるかの判断を行い、測定可能範囲外のときはステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１では、Ｘ、Ｙ、Ｚ各方向の位置ずれ量に応じてＣＰＵ４１の指令により、上下左右前後の各モータ４７、４８、４９を駆動し測定部２を移動し、再びステップＳ７に戻りオートアライメント動作を続ける。
【００３８】
このステップＳ７〜ステップＳ１１のループを、ステップＳ１０でＸ、Ｙ、Ｚ各方向の位置ずれ量が測定可能範囲内であると判断されるまで繰り返し、測定可能範囲内であればオートアライメント動作を完了させ、ステップＳ１２に移行し眼屈折力の測定を開始する。
【００３９】
眼屈折力測定においては、眼屈折測定用光学系で測定光源１７から発した光束は、投影絞り１６で光束を絞り、投影レンズ１５で対物レンズ１２の手前で一次結像し、対物レンズ１２、ダイクロイックミラー１１を透過して被検眼Ｅの瞳中心に投光される。光束は被検眼Ｅの眼底に結像され、その反射光は瞳周辺を通って、再び対物レンズ１２に戻る。
【００４０】
孔あきミラー１３で反射された光束は６分割絞り１８で６分割され、６分割プリズム１９で二次元撮像素子２１の受光面領域の適正範囲に受光されるように屈折され、６点のスポット像を二次元撮像素子２１上に投影する。そして、二次元撮像素子２１で得られたスポット像の位置に基づいて既知の手段により眼屈折値を算出する。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本実施例では、オートアライメント動作を完了させてから眼屈折力の測定を行っているが、眼屈折力の測定は雲霧動作など或る程度時間がかかり、測定中にアライメントずれが生ずる可能性があるので、オートアライメントを継続しながら測定を実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施例の外観図である。
【図２】測定部の光学的な構成図である。
【図３】６分割絞りと６分割プリズムの斜視図である。
【図４】アライメントプリズム絞りの斜視図である。
【図５】制御系のブロック回路構成図である。
【図６】前眼部像中に現れたアライメント光の角膜反射像による輝点、照明光源による角膜反射像の説明図である。
【図７】アライメント開始から完了までの操作フローチャート図である。
【図８】照明光源の角膜反射像の説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
２  測定部
３  モニタ
１７  測定光源
２１、２６  二次元撮像素子
２４  アライメントプリズム絞り
３１  固視投影光源
３２ａ、３２ｂ  照明光源
４１  ＣＰＵ
４４  画像メモリ
４７、４８、４９  モータ
【図１】
2005349095.tif 000003
【図２】
2005349095.tif 000004
【図３】
2005349095.tif 000005
【図４】
2005349095.tif 000006
【図５】
2005349095.tif 000007
【図６】
2005349095.tif 000008
【図７】
2005349095.tif 000009
【図８】
2005349095.tif 000010